烟气脱硫系统节能优化措施范文

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1背景

根据国家发展改革委、环境保护部等“关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》的通知”(发改能源［2014］2093号)中明确了燃煤电厂节能减排主要参考技术。其中，针对现役机组节能部分提出了脱硫系统运行优化，预计可以降低供电煤耗约0.5g/kWh。本文主要对现有脱硫运行优化措施进行简单的描述。

2节约设备运行电耗

由于旋转设备较多，脱硫系统的厂用电率占整个机组运行电耗的1%以上，降低脱硫系统的运行电耗，可以有效的降低机组的运行费用。在脱硫系统中，浆液循环泵的电机功率约在1000kW左右、氧化风机的电机功率约在600kW左右，石膏脱水系统中的真空泵的电机功率也超过200kW，均为高压电机(6kV或者10kV)，想降低脱硫系统的运行成本，必须有效降低高压大电机的运行电耗。

2．1引增合一改造目前新建机组均不在单独设置增压风机。处于安全及经济性考虑，有增压风机的在役机组大多进行了引增合一改造，改造增压风机后，针对600MW机组而言，可有效降低厂用电率0.05%以上。

2．2降低浆液循环泵的运行电耗(1)在现役机组进行脱硫系统改造时，有条件时可以通过对吸收塔的塔型进行优化，调整石灰石浆液的pH值、脱硫系统的钙硫比等数值，或者通过调整塔内的烟气流速参数，使浆液循环泵的运行功率达到最低值。如果设置烟气换热器后，吸收塔入口的烟气温度会大大降低，烟气的体积流量也会随之降低。在液气比等参数不变的情况下，浆液循环泵的流量可以相应的减少，泵的耗电量可以随之降低。(2)合理的选取系统的设计阻力，使浆液循环泵的扬程降低，可以减少泵的耗电量。例如适当加大浆液循环管的管径，使系统的流速降低，一是可以在停泵时避免损坏滤网，同时又减少系统的水力损失。(3)根据机组的实际情况来调整泵的运行方式。受上网负荷及燃料来源的影响，大多机组的负荷率存在一定的波动范围，而且燃料的含硫量变化也较大。此时，可以根据实际情况，在保证SO2排放浓度的前提下，适当减少浆液循环泵的运行数量，达到降低脱硫系统电耗的目的。

2．3降低真空泵的运行电耗根据设计规程，石膏脱水系统为两台机组公用设施，一般设置不少于2台真空皮带脱水机。在设计时，可适当优化脱水系统的设备出力，使单台设备出力为2台机组设计工况的100%。开启1套脱水设备，即可满足机组额定的运行要求。同时通过加装浆液切换管道及石膏浆液分配器等措施来简化系统，降低真空泵的运行电耗。

2．4采取有效措施，降低烟气系统阻力综合考虑引增合一及加装烟气换热器等改造，可以优化脱硫系统的烟道布置，选取适当的烟道截面积来降低烟气流速;通过管线的合理优化设计，减少烟道弯头的数量，管道的长度等措施，甚至可以考虑采用圆烟道等，来降低烟气系统阻力，使系统阻力减少，可有效降低引风机的运行功耗。

2．5电机的变频改造受燃料的影响，锅炉的烟气量及烟气中SO2浓度会有一定的变化，此时，可将脱硫系统中部分低压的电机进行变频改造，以适当降低系统的运行电耗。

3节水

石灰石—石膏湿法脱硫工艺的用水量比较大，2台660MW等级机组脱硫系统的水耗量约在280t左右。因此，如何降低脱硫系统的耗水量成为人们日益关注的课题。根据脱硫系统水平衡的计算公式，工艺水量+烟气带入的水量=烟气带出的水量+石膏副产品带离系统的附着水和结晶水量+排放废水量。引风机后的原烟气进入吸收塔是个放热的过程，而脱硫反应也是个放热过程，会将部分水分蒸发为水蒸气，虽然有除雾器进行除雾，但随着设备出力的下降及制造工艺本身的原因，一部分水汽会随着净烟气经烟囱排入大气。因此，有效减少脱硫系统的放热，即可有效的降低脱硫系统的水耗。在保证脱硫效率的前提下，脱硫反应是不可能减少的，所以必须有效降低原烟气的放热，即降低原烟气的温度。目前国内的主要手段是在原烟道加装烟气换热器(低温省煤器)或GGH(气－气换热器)。根据目前掌握的资料来看，设置有GGH的脱硫系统，300M和600MW机组的水耗分别会减少约25t/h和50t/h左右。但由于设置GGH会带来运行费用高，脱硫系统安全性降低等负面影响，现有机组一般均不设或拆除GGH。

3．1加装烟气换热器烟气换热器布置在引风机出口的原烟道上，用烟气余热加热凝结水，对600MW机组而言，可将烟气温度从约135℃降低到90℃(具体工程应具体分析)，加热的凝结水进入热力系统，减少了加热器的用汽量。经初步估计，机组的供电标煤耗可以降低约1g/kWh，单台机组可节水约50t/h，按年利用5000h、水价2元/t计，全厂全年可节水约50×104t、水费约100万元。

3．2回收冷凝液根据机组的实际运行工况，吸收塔出口的净烟气温度约在46℃左右，已经接近烟气中的水露点。当净烟气流经净烟道和烟囱时，温度会进一步的降低，烟气中的水蒸汽大多随烟气带出烟囱，另外一部分会冷凝析出。经初步估算，单台600MW机组烟囱冷凝液约2.5t/h。因此，建议净烟道有一定的倾斜角度，从而在烟囱内筒及入口膨胀节低位处、净烟道的低位处设计液滴回收装置来回收冷凝液，一是可以有效预防石膏雨的产生，同时可以降低脱硫系统的补水量。

3．3选用好的真空皮带机石灰石—石膏湿法脱硫系统的副产品是石膏，石膏中的是主要是石膏的结晶水和游离水。而结晶水是石膏结晶必不可少的重要的组成部分。根据实际的运行情况，石膏晶体一般带有10%的游离水。当石膏含水率超标时，应及时调整石膏脱水系统运行情况，优化真空皮带的脱水效率，有效的减少游离水的损失。

3．4冷却水及冲洗水的回收利用脱硫系统的冷却水一般采用开式水或闭式水。如果采用闭式水，则会和主厂房闭式水系统统一考虑，脱硫系统的闭式水一般会回主厂房回收利用。如果采用开式水，一般脱硫系统的冷却水会单独设置，可将该部分回水接至工艺水箱。同时，未利用完的机封冷却水也可接至工艺水箱。目前的脱硫系统会设置集水坑及集水泵，临时排放的浆液及设备的冲洗水排入集水坑，用集水泵达到吸收塔内循环利用，有效的节约用水。

3．5脱硫废水的治理措施目前，脱硫废水零排放的深度治理技术国内已经有电厂开始实施，不过造价较高。国内主要有两种脱硫废水深度处理工艺，一是“预处理+正渗透MBC系统+结晶”工艺;二是“预处理+MVR蒸发+结晶”工艺。

4节约石灰石

石灰石耗量和石灰石的品质:石灰石品质的优劣决定着石灰石耗量的大小。根据国内的运行经验，在购买石灰石时，石灰石中CaCO3的含量一般不应低于90%。同时，通过优化浆液的pH值，合理选择钙硫比等措施可以直接影响脱硫效率。一般而言，pH值越高，SO2向液膜主体扩散的速率越快，传质系数就越大，有利于促进SO2的吸收，但是容易造成浆液沉淀、堵塞系统。同时，石膏中的CaCO3质量分数也越高，相应增大了钙硫比，造成石灰石耗量的增加。pH值越小，浆液酸性越强，酸性气体SO2就越难被吸收，造成脱硫率下降。因此，确定合理的pH值控制范围就成为湿法脱硫系统工艺设计的关键所在。

5建议

现役机组通过脱硫系统运行优化及改造，可有效降低厂用电率，节约脱硫系统水耗，减少石灰石耗量等，预计可以降低供电煤耗约0.5g/kWh，达到节能降耗的目的。

作者：齐玄 张金梅 单位：河南省电力勘测设计院 中电投河南电力有限公司开封发电分公司